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三维任意各向异性介质中海洋可控源电磁法正演研究
  • ISSN号:0001-5733
  • 期刊名称:《地球物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:P631[天文地球—地质矿产勘探;天文地球—地质学]
  • 作者机构:[1]吉林大学地球探测科学与技术学院,长春130026
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(41274121)、国家青年基金项目(41404093)、国家重大科研装备研究项目(ZDYZ2012-1-03,20130523MTEM05)、中国地质大学(武汉)地球内部多尺度成像湖北省重点实验室开放基金项目(SMIL-2014-03)和国家青年科学基金(41404057)联合资助.致谢我们向贲放、黄威、齐彦福、任秀艳、黄鑫和邱长凯在模型计算和论文准备过程中给予的帮助表示感谢.特别对审稿人提出宝贵的修改意见表示感谢,最后感谢编辑们的辛苦工作.
中文摘要:

时间域航空电磁作为一种高效地球物理勘探技术特别适合我国地形复杂地区(沙漠、高山、湖泊、沼泽等)资源勘查.然而,这些地区地形起伏较大,对航空电磁响应有严重影响,忽略地形影响会给航空电磁数据解释造成很大误差.到目前为止人们对航空电磁地形效应特征研究十分有限.本文提出了基于非结构化网格的有限元法模拟带地形时间域航空电磁系统响应.该方法与基于结构化网格的有限差分相比能更好地模拟地形.首先通过傅里叶变换将2.5维问题转化成二维问题,利用伽辽金方法对二维问题进行离散.通过使用MUMPS求解器,得到波数域电磁响应.利用反傅里叶变换将波数域电磁响应变换到空间域,并利用正弦变换将其变换到时间域,得到2.5维时间域航空电磁响应.通过将本文的计算结果与半空间模型解析解及其他已发表的结果进行对比,检验了本文算法的精度.最后,我们系统分析了山峰和山谷地形对航空响应的影响特征.本文研究结果对航空电磁地形效应的识别和校正具有指导意义.

英文摘要:

As an effective and efficient geophysical tool, airborne electromagnetic (AEM) has been widely used in many fields such as geological mapping, hydrocarbon and mineral exploration, and environmental and engineering surveys. AEM data interpretation commonly uses a horizontally layered earth model. However,in rugged mountain areas, the topography relief can pose serious effects on AEM survey data, resulting in the distortion of AEM inversion results. The study of the topographic effect on AEM systems has attracted much attention worldwide, but most work has focused on frequency-domain EM systems, little for time-domain airborne EM systems. This paper presents an effort to address this issue. The finite-element (FE) method based on an unstructured grid is used to simulate 2.5-D AEM responses for a topographic earth. We adopt this method, because it can calculate the AEM responses of complex models, while the unstructured grid can very well simulate the topography. To avoid the singularity, we divide the electromagnetic field into a background field and a secondary field. We apply the Fourier transform to Maxwell's equations to transform a 2.5D problem into a 2D problem and solve it in the wavenumber domain. On the outside boundaries, we assume the field vanishes. We use the Galerkin method to discretize the Maxwell equations and solve the final FE equations by the MUMPS solver.To check the accuracy of our algorithm, we compare our results with both analytical results and those from the literature. After that, we calculate the responses of model 1) with only topography; 2) with both topography and one anomaly body; and 3) with both topography and multiple anomaly bodies both in the frequency-domain and time-domain. Finally, we calculate the relative AEM responses of abnormal bodies and topography for both the frequency and time domains to investigate the influence of topography on AEM system responses. Topography has serious effects on the responses of airborne EM systems, especially in the high-freque

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期刊信息
  • 《地球物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国地球物理学会 中国科学院地质与地球物理研究所
  • 主编:刘光鼎
  • 地址:北京9825信箱
  • 邮编:100029
  • 邮箱:actageop@mail.igcas.ac.cn
  • 电话:010-82998105
  • 国际标准刊号:ISSN:0001-5733
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2074/P
  • 邮发代号:2-571
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,第二届国家期刊奖,中国期刊方阵“双高”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰地学数据库,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国地质文献预评数据库,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),美国石油文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:31618